动态测试技术
压力测试
吴义鹏 yipeng.wu@
南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室
本章主要内容
➢压力测试及测试方法 ➢应变式测压法 ➢压电式测压法 ➢测压系统的静态标定与动态标定 ➢膛压测试
机械结构力学及控制国家重点实验室
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动态测试技术：压力测试
压力测试
压力是工业生产过程中常见的一个重要参数，在动力机械、冶 金、造船、航空航天、化工、石油、纺织、原子能、电子、轻 工、食品、医药、农业和气象等工农业部门中是经常用到的， 此外，如物位、流量等参数的测量，有时常通过测量压力或压 差的方法来达到的。
常用的液体式压力仪器
水银气压计、U型（双管）和杯型（单管）压力计、环天平
式压力计、钟罩式压力计、补偿式微压计和斜管微压计等。
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6.1 压力测试方法
U型管压力计原理图 △P=P1－P2=ρg(h1+h2)
单管压力计原理图 P =ρgh2
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6.1 压力测试方法
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6.1 压力测试方法
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6.1 压力测试方法
活塞式
工作原理 利用流体静压原理和帕斯卡原理,由作用于已知活塞有效 面积上的专用砝码来进行压力测量。这种压力计有时又 称为砝码式压力计,主要用于标准压力量值的传递。
静态压力：不随时间变化或变化非常缓慢的压力。 动态压力：随时间变化的压力。如爆炸冲击波压力。
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➢压力测试及测试方法 ➢应变式测压法 ➢压电式测压法 ➢测压系统的静态标定与动态标定 ➢膛压测试
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6.1 压力测试方法
应力的定义
流体或固体垂直作用在单位面积A上的力F称为压力，也称压强。
PF A
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压力测试
工程中常采用的压力有绝对压力，表压力、大气压力、真空和 差压等几种。
压力名称
绝对 压力 pa
表压力pg
真空pv 差压Δp
定
义
相对于绝对压力零线测得的压力，或作用于物体上 全部压力
常用的活塞式压力计 活塞式压力计有直接加负荷压力计、双活塞压力真空计、 通过传动装置向活塞加负荷的压力计等几种。
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6.1 压力测试方法
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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6.1 压力测试方法
电测式 工作原理 利用某些材料的电气特性在压力的作用下发生一定的变 化,将被测的压力转换成与压力成一定关系的电信号来求 得压力值的 。
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6.1 压力测试方法
弹簧式 作用原理 利用弹性敏感元件（如弹簧管）在压力作用下产生弹性 形变,其形变的大小与作用的压力成一定的线性关系,通过 传动放大机构或其他显示装置表示出被测的压力。
常用的弹簧式压力计 根据弹性敏感元件不同,弹簧式压力仪表有弹簧管式、 膜片式、膜盒式、波纹管式等多种。
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6.1 压力测试方法
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6.1 压力测试方法
电测式测压方法中应用最普遍的是应变测压法和压电测压 法。利用这两种方法进行测量时，应尽量满足下列要求：
➢ 频响要适应被测参数的频率特性，使频率误差具有足够 小的数值。
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压力测试
工程大气压： 1kgf/cm2=0.9807×105 Pa
毫米水柱： 1 mmH2O=0.9807×10 Pa
1 mmHg=1.333×102 Pa
1 atm=1.01325×105 Pa
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压力测试
压力的分类
压力：静态压力和动态压力
常用的电测式压力计
常用的有应变式、固态压阻式、压电式、电感式、电容式、 振频式等多种压力计等几种。
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6.1 压力测试方法
电子线 路位置
高压侧 进气口
低压侧 进气口
内部不锈钢膜片的位置
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绝对压力pa与当地大气压力p0的差值，当pa>p0时，pg 为正时，称为正表压；当pa<p0时，pg为负时，称为 真空度。
习惯上，将负表压称为真空，理想的真空是绝对零 压力
任意两个压力之间的差值
计算公式 pa=pg+p0
pg=pa-p0
pv=p0-pa Δp=p1-p2
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6.1 压力测试方法
低压进气口 高压进气口
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p1进气管
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6.1 压力测试方法
数字式 工作原理 数字式压力计是可以直接以压力单位用数字显示压力量 值的仪器。这类压力计大部分是以压力传感器为感压元 件,然后将信号放大,经模/数和数/模转换器转换后显示压 力数值的压力计。数字式压力计既可以显示生产工艺流 程中的压力参数,又可将压力信号输出供数据分析和处理, 因此在自动控制系统中被广泛应用 。
压力测量根据传感器原理可以分为液体式、弹簧 式、活塞式、电测式； 根据测试系统对信号的处理方式又分为模拟式和 数字式。
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6.1 压力测试方法
液体式 液体式压力仪工作原理 基于流体静力学原理,利用液柱的高度差来测试压力的仪 器。被测的液柱高度差可以直接读出、显示或通过计算的 方法来确定。
➢ 测压传感器及其附件夹具等，应具有足够的强度 。 ➢ 测压传感器的灵敏度要适中 。 ➢ 测压传感器的信号输出应该是线性的。 ➢ 测压传感器的外形尺寸应尽量小。
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